面料力学性能与服装缝纫平整度等级关系研究

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　　生活方式和商业模式的转变及生产力的提高，要求服装成衣加工过程具备快速反应能力，以适应消费者的需求，为此，研究人员和厂家纷纷提出了快速反应系统QRS(Quick Response System)和及时JIT(Just in Time)策略。为了缩短生产周期，减少原料及劳动力损耗带来的成本上升，提高产品的市场竞争力，在缝制加工技术实施前能预测布料缝纫时的加工特性及缝纫后的服用特性已成为关键。这一切都需要开发技术设备对面料进行客观的、准确的测试分析，建立服装加工及服装质量控制方法。

　　服装耐用与否，与面料的缝纫强度有关。缝纫强度取决于缝线强力、缝迹种类、缝迹密度及缝合面料的紧密程度、面料的表面光滑程度等因素。无论是平行还是垂直于接缝处的单向或多向作用外力，都会引起缝纫线的断裂、被缝合面料内部纱线的断裂或被缝合面料内部纱线滑脱而造成缝合处裂缝的出现。一般缝迹密度大，即单位长度内的针数多，缝纫强度高;但密度过大，也会影响缝纫强度。

　　面料在制成成品时都需进行缝纫，这就遇到缝合是否顺利、缝合时是否损伤缝纫材料(包括面料和缝纫线)、缝合后面料的表面是否起皱等问题，这些问题反映的是面料的可缝性。面料的可缝性是指在一定的缝纫条件下，使用适当的缝纫线、缝纫针，由面料自身结构和特征所决定的缝纫加工的难易程度。一般从以下三个方面衡量面料的可缝性。

　　(1)是否容易缝纫和适合高速缝纫。这既要看针刺入面料时的阻力大小;也要看高速缝纫时针温升高程度是否会导致被缝的合成纤维面料和所用的合成纤维缝纫线熔融;是否会导致其他被缝面料的破坏。

　　(2)面料缝后是否起皱。一般面料缝制后的起皱有以下三种情况：
　　a、缝制后自然起皱。
　　b、缝制后起皱不太明显或有轻微起皱，经熨烫加压后能消失，但穿洗后又会重新出现。
　　c、由于面料尺寸不稳定，缝制和穿用后都会发生起皱。

　　(3)缝制时，面料内部纱线是否会被切断。
　　由此可知，面料的可缝性与被缝面料的厚度、组织、紧度、弯曲刚度、可压缩性、尺寸稳定性以及缝纫线的粗细、刚度、延伸性、尺寸稳定性等因素有关，也和缝纫条件，如缝型、缝合方法、缝迹密度等有关。

　　1 试 验

　　1.1 试验仪器
　　采用FAST仪器作为面料力学性能的测试仪器。FAST仪器主要由以下部分组成：FAST一1为面料厚度测试仪;FAST一2为面料弯曲性能测试仪;FAST一3为面料拉伸性能测试仪。

　　1.2 实验样品
　　选用85块目前市场常用服装面料作为试验样品，包括不同纺织材料、不同组织结构和规格，分为薄型丝织物和中厚型棉、毛型织物，基本参数如表1所示。



　　1.3 缝制条件及评级

　　将测试样品裁成尺寸为30crn×6 crn的缝条，上下缝条沿同一丝缕方向从中问进行缝纫，各项缝制条件见表2所示。缝好的样品经过标准洗涤晾干后参照AATCC一88B进行评等定级。




　　2 面料各项力学性能与缝纫起皱性能的关系
　　面料在低应力下的各项力学性能与服装加工生产有着密切的关系，这是因为服装缝纫对小负荷区域的力学性能很敏感，小负荷区域面料的伸展、弯曲、剪切等性能会引起面料在铺料、裁剪及缝纫加工过程中的生产质量等问题。

　　2.1 面料结构力学性能与缝纫外观平整度关系
　　这里指的织物结构力学性能主要是由组成织物的纱线线密度、捻度、经纬纱密度、组织结构等所形成的织物厚度及重量所反映出来的织物的厚重度方面的力学性能，在FAST测试指标中由7个指标来衡量，它们是织物在1.96 cN下的织物厚度 T2;98.1 cN下的织物厚度T100;表面厚度ST; 1.96 cN下织物松驰厚度T2R;98.1 cN下织物松驰厚度T100R、松驰表面厚度STR 和织物面密度。采用斯皮尔曼秩相关(Spearman’s rho)分析法 对其进行相关性分析，并利用双尾T检验计算其显著性水平，得出面料经纬向的缝纫外观平整度等级与7个结构力学性能指标的相关系数均大于相关系数临界检验值。相互间的不相关的显著水平都为0，说明它们之间具有较大的相关性，其中与指标T2，T100，T2R，T100 R 和面密度的相关系数较高，与ST及STR 的相关系数值稍低。同时FAST的7个结构力学性能指标之间也具有较高的相关性。


　　考察薄型丝织物、中厚型棉毛型织物的缝纫外观平整度随织物结构力学性能中的T的变化趋势，散点图如图1、图2所示。由图1可知，薄型丝织物中面料的缝纫外观等级随着面料厚度的增加性能有所改善，这是因为面料的厚度随着纱线的线密度、捻度的增大及经纬纱密度的增加而增加。经纬纱密度大，使得一个针距中所含的纱线根数较多，有利于抵抗缝纫线拉伸造成的经纬纱的移位，从而有利于避免造成线迹起拱现象。再者，组织结构对缝纫起皱也有影响，结构紧密的织物如平纹、斜纹织物由于交织点较多，织物结构稳定，有利于抵抗拉伸变形造成的缝纫起皱。缎纹类织物由于纱线浮点较多，结构较松散，易产生缝纫起皱。薄型丝织物中厚度>0.5 mm的大多为缎纹织物，由图1可知，其缝纫性能有所下降。







　　同理，中厚型棉、毛型织物也随着面料厚度的增加，缝纫起皱性能有所改善。由图2可以看出，厚度>0、4 mm的面料缝纫起皱性能较好.由于此类面料的厚度高于薄型丝织物，对比两图可知，中厚型棉、毛型织物的整体缝纫起皱等级要优于薄型丝织物。

　　2.2 面料拉伸力学性能与缝纫外观平整度的关系

　　服装加工过程中要多次受到低应力的拉伸作用，FAST指标中的E20 表示织物在20 cN/cm 下的延伸百分率，EB5表示在5 cN/cm力下沿织物 45°斜向拉伸测得的延伸百分率。E 的大小将会影响到服装在制作过程中的缝制、铺料、裁剪的难易程度以及肩部、袖山、胸部的造型等。采用斯皮尔曼秩相关(Spearman’S rho)分析法对面料的拉伸力学性能指标与织物缝纫外观平整度之间的相关性进行分析，利用双尾丁检验计算其显著性水平。由于面料的剪切刚度G是由EB5 经过一定的公式换算得来的，与EB5 指标具有较高的相关性，这里一并对其进行分析。得出面料经纬向的缝纫外观平整度等级与经纬向的拉伸伸长率E20 之问的相关系数值大于相关系数临界检验值，二者之间具有一定的相关性，但与EB 和G 两个指标的相关系数要低于临界检验值，从统计的观点来看，它们与织物缝纫外观平整度不具有相关性。有资料研究表明，剪切刚度过大或过小都会对织物缝纫平整度有影响。当G<25 N/m时，面料在缝纫时易变形发生纬斜和弓斜;当G>50 N/m 时，织物很难超喂吃缝，曲面缝纫效果不理想。统计效果不明显，可能是因为样本容量有限，无法表现出G对织物缝纫外观平整性能的影响。考察薄型丝织物、中厚型棉、毛型织物的缝纫外观平整度随面料在20 cN/cm下拉伸伸长力学性能的变化分布趋势，散点图如图3、图4所示。







　　由图3可知，当薄型丝织物拉伸伸长率E20 > 1%，织物的缝纫性能有所改善，且随着伸长率的增大，缝纫等级变高。但超过2.5%时，织物的缝纫性能将有所下降。由图4可知，中厚型棉型织物在拉伸伸长率E20 >0.5%，织物的缝纫外观也有所改善，且随着伸长率的增大，缝纫等级变高。由于取样范围有限，经向拉伸最大值不超过1.2%，因此无法考察经向拉伸变形过大时织物的缝纫起皱情况，但纬向测试结果显示，当E20加超过1.5%以后，缝纫起皱性能有所下降。

　　综合以上分析可知，面料拉伸伸长性能太大或太小均不利于缝纫起皱性能的改善。这是因为面料拉伸性能太小，经纬纱线间不易移动，不利于容纳缝纫线;面料拉伸性能过大，经纬纱线抵抗缝纫线拉伸造成的纱线位移能力较差，也不利于改善缝纫起皱性能。

　　2.3 面料弯曲力学性能与缝纫外观平整度的关系

　　FAST弯曲性能指标包括弯曲长度C和弯曲刚度B，弯曲刚度B 是通过弯曲长度c计算而得到的。织物的弯曲刚度B是测试织物弯曲变形的能力，弯曲刚度太小，织物极易弯曲变形，必然会影响到织物的裁剪和缝纫，弯曲刚度过大时，在缝制曲面转折处时不圆顺，易产生棱折，影响服用外观。采用斯皮尔曼秩相关(Spearman’s Rho)分析法对面料的缝纫外观平整度与其弯曲性能指标进行相关性分析，并利用双尾T检验计算其显著性水平，得出面料经纬向的缝纫外观平整度等级与经纬向的弯曲刚度B之间的相关系数值均大于相关系数临界检验值，说明它们之间具有一定的相关性。考察薄型丝织物、中厚型棉、毛型织物的缝纫外观平整度随织物弯曲力学性能的变化分布趋势，散点图如图5、图6所示。








　　由图5可知，薄型丝织物的弯曲刚度值都集中在2～10 um·m范围之间，面料的缝纫等级随弯曲刚度B值的增大而有所改善。由图6可知，中厚型棉、毛型织物的弯曲刚度值略大于薄型丝织物，主要集中在2～18u m·m范围之间。面料的缝纫等级随弯曲刚度B值的增大而有所改善，且当B 值超过5 um.m时，面料的缝纫起皱性能有明显改善。
　　由上可知，面料的弯曲刚度值较小时，面料的缝纫外观平整性能较差。当弯曲刚度值增大时，面料的缝纫外观平整性能会有所改善。

　　2.4 面料成型性与缝纫外观平整度的关系研究
　　面料成型性F是由面料的弯曲刚性和低应力延伸计算出来的，可用来测定面料抵抗经纬向水平压缩而不产生折皱的能力。成型性F值过低，面料受到车缝动作时，车针、车线体积、车线张力和超喂等种种压缩力量会使车缝线迹起皱，影响缝纫外观平整性。采用斯皮尔曼秩相关分析法对面料的缝纫外观平整度与其成型性指标进行相关性分析，并利用双尾T检验计算其显著性水平，得出面料经纬向的缝纫外观平整度等级与经纬向的成型性指标F之间的相关系数值均远大于相关系数临界检验值，相互问的不相关的显著水平较低，说明它们之间具有显著的相关性。考察薄型丝织物、中厚型棉毛型织物的缝纫外观平整度随面料成型性能的变化分布趋势。散点图结果如图7、图8所示。







　　由图7可知，薄型丝织物的缝纫等级性能随着面料成型性值的提高而得到明显改善。当经纬向的成型性F值超过0.2 mm2时，面料的缝纫等级性能较好。

　　图8横向坐标轴数据多集中在0.1～1.0 mm2。和2.0～3.0 mm2 ，为使数据显示清晰，故对横向坐标比例作出技术处理，双斜杠表示此段坐标忽略。由图8可知，中厚型棉、毛型织物同薄型丝织物相似，其成型性值达到0.2mm2以上时，缝纫外观平整度有所改善，但并不是随着成型性值越大，缝纫起皱性能表现越好。因为成型性值是由面料在 19.6 cN/cm和4.9 cN/cm下测得的延伸百分率差值同弯曲刚度相乘得出来的数值，当弯曲刚度B 极小时，即使成型性值较大也会出现缝制方面的问题，这一点同样体现在其他种类面料中。

　　3 结 语

　　综上所述，服装的缝纫外观平整度等级与面料的结构力学性能、拉伸力学性能、弯曲力学性能及成型性能具有相关性。面料的厚度增加有助于改善缝纫性能，面料拉伸性能太大或太小都不利于缝纫性能的改善。面料的弯曲刚度值增大，有利于改善缝纫性能，面料成型性值越高，其缝纫性能将越理想。研究分析面料的力学性能与服装缝纫外观平整度等级之问的关系，有助于建立基于面料各项力学性能值的面料缝纫平整度等级客观评价模型，以指导服装生产企业在生产实践之前依据面料的各项力学性能指标预先测定面料成衣后的缝纫等级，减少次品率，节省成本，提高生产效率。


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